Saya mengerti keuntungan menggunakan sistem penyearah-inverter untuk menggerakkan motor AC daripada hanya menghubungkannya ke daya listrik, karena memungkinkan kontrol yang jauh lebih baik dari kecepatan dan kinerjanya; tapi yang saya tidak mengerti adalah: karena daya AC asli harus dikonversi ke DC untuk memberi makan rangkaian inverter, mengapa DC ini tidak langsung dikirim ke motor DC, alih-alih mengubahnya kembali ke AC dan kemudian mengirim ke motor AC?
Jawaban:
Motor DC secara efektif memiliki satu variabel: berapa banyak daya yang Anda berikan pada motor? Motor AC memiliki dua variabel: daya, dan frekuensi. Saya bukan ahli dalam motor, tetapi saya berharap bahwa motor AC akan memungkinkan kontrol independen kecepatan dan torsi, sedangkan motor DC tidak. Kontrol terarah juga menjadi perhatian. Arah motor AC dapat dikontrol oleh arah rotasi daya yang diumpankan. Arah motor DC tidak mudah dikendalikan.
Lebih luas lagi, semua motor beroperasi karena ada medan magnet yang berputar di suatu tempat. Rotasi itu dihasilkan di dalam motor (self-commutating) atau karena catu daya ke motor itu sendiri berputar (pergantian eksternal). Motor DC harus melakukan pergantian sendiri; DC secara definitif tidak berputar.
Bagaimana Anda mencapai pergantian di dalam motor? Biasanya, ada sikat , atau ada inverter yang dibangun ke dalam motor . Kuas aus, dan saya curiga ada kerugian lainnya. Dan jika Anda akan membangun inverter ke dalam motor, mengapa tidak meletakkannya di luar motor dan mendapatkan kontrol yang lebih baik dari itu?
Karena motor AC umumnya jauh lebih efisien daripada motor DC, dan karena mereka tidak memerlukan kontak listrik ke rotor, lebih dapat diandalkan juga.
Ingat, motor BLDC benar-benar motor AC dengan sirkuit drive built-in. Pada tingkat daya yang lebih tinggi, masuk akal untuk memisahkan kontrol dan sirkuit drive dari motor itu sendiri.
Juga, motor dengan rotor magnet permanen (PM) memiliki kemampuan penanganan daya yang terbatas. Pada tingkat daya yang lebih tinggi, motor induksi AC digunakan, bahkan pada kendaraan listrik.
Dengan banyak jenis motor AC, laju putaran akan sangat berkorelasi dengan frekuensi arus penggerak. Dalam banyak kasus, kecepatan rotasi dalam putaran per detik akan menjadi fraksi yang tepat dari frekuensi drive dalam siklus per detik (misalnya 1/3), atau fraksi yang tepat dikurangi jumlah "selip" tertentu yang tergantung pada drive voltase. Meskipun dimungkinkan untuk mengontrol kecepatan beberapa motor AC dengan memvariasikan tegangan drive dan dengan demikian memungkinkan jumlah slippage yang bervariasi, lebih efisien untuk memvariasikan frekuensi drive dan mencoba meminimalkan slippage.
Perhatikan juga bahwa hampir semua motor yang mampu melakukan jumlah pekerjaan non-sepele mensyaratkan bahwa polaritas arus di beberapa kumparan secara berkala diaktifkan. Ini juga berlaku untuk motor DC seperti pada motor AC. Sebagian besar motor DC menggunakan komutator mekanik dan sikat untuk melakukan switching tersebut; ini cenderung memiliki masa manfaat terbatas sebelum memerlukan layanan atau penggantian. Beberapa menggunakan elektronik untuk mengalihkan arus motor yang sebenarnya, tetapi pada dasarnya mengubahnya menjadi kombinasi "inverter-plus-AC-motor".
Mungkin ada banyak alasan. Yang paling jelas adalah bahwa sikat pada motor PMDC aus dan perlu diganti setelah 2000-5000 jam, tergantung pada lingkungan. Sedangkan motor AC (baik induksi maupun PMSM alias motor tanpa sikat alias motor BLDC) dapat bertahan 20.000 jam. Jadi, jika operasi bebas perawatan itu penting, Anda mungkin menginginkan motor AC.
Kedua, jika Anda melakukan segala jenis kontrol kecepatan atau torsi Anda tidak akan hanya memiliki DC untuk motor DC. Anda akan memiliki PWM DC. Dan sekali Anda memiliki elektronik untuk melakukan itu, tidak yang jauh berbeda untuk pergi ke PWM AC.
Ketiga, banyak motor induksi modern dan kontrol PMSM beroperasi menggunakan teknik yang disebut kontrol berorientasi lapangan. Jenis kontrol ini memungkinkan Anda mengontrol pengoperasian motor Anda dengan lancar pada kecepatan rendah dan kecepatan tinggi dan memberi Anda kontrol independen atas torsi dan medan magnetisasi Anda. Anda tidak dapat melakukan ini dengan kontrol PMDC karena sikat / komutator Anda secara otomatis menyelaraskan bidang. Jadi, jika itu penting bagi Anda, Anda dapat memilih AC daripada motor DC.
Keuntungan lain dari motor AC adalah bahwa mereka tidak menggunakan sikat dan komutator, seperti motor DC. Ini menghasilkan banyak kebisingan EM broadband dan memicu.
Ada lingkungan di mana tindakan seperti itu benar-benar tidak diinginkan :)
Motor AC lebih andal dari motor DC. Motor DC menghasilkan daya output dari arus yang mengalir di dinamo. Motor DC mentransfer arus ke armature dengan komutator dan brush. Induktansi listrik dari armature menyebabkan timbulnya busur karena setiap sikat memutus hubungan dari masing-masing bar kontak armature. Ini lubang angker dan sikat, membuatnya kasar. Kekasaran memakai armature dan kuas. Ketika motor AC menggunakan rotor elektromagnet, arus menghubungkan ke rotor dengan cincin selip dan sikat. Tidak ada pergantian pada sikat pada cincin slip. Ini menghindari lubang dari lengkung yang diderita oleh motor DC. Slip ring dan brush bertahan lebih lama dari pada brush dan komuter motor DC Sebagian besar motor AC beroperasi tanpa sikat dan cincin selip dengan menggunakan kopling induktif, histeresis, atau magnet permanen di rotor. Umur servis motor tanpa sikat mungkin dibatasi hanya dengan usia pakai.
Motor AC dapat lebih terkontrol daripada motor DC. Pengontrol motor DC dapat mengubah medan magnet dari stator atau tegangan atau arus yang diterapkan ke dinamo. Pengontrol motor AC dapat mengubah tegangan stator, arus, frekuensi, atau fase, atau arus rotor. Beberapa motor AC dapat mengubah jumlah kutub magnet pada stator. Hal ini membuat motor AC dapat secara efisien mengubah listrik menjadi daya penggerak pada rentang kecepatan operasi yang lebih luas daripada motor DC dengan level daya yang setara.
Aspek lain yang saya tidak lihat disebutkan adalah bahwa motor AC 3 fase yang diumpankan dengan input gelombang sinus murni menghasilkan torsi yang seragam melalui semua 360 derajat rotasi. Motor DC sederhana akan mengalami variasi torsi karena setiap kutub rotor berputar melewati kutub stator pasangannya. Ini bisa menjadi pertimbangan penting dalam, misalnya, pemesinan presisi.